钙铁矿太阳能电池(Perovskite solar cells,PSCs)的能量转换效率(Power conversion efficiency,PCE)在短短几年内已经从3.8%跃升到25.2%,具有巨大的产业化潜力。有机无机杂化钙钛矿材料具有诸多优点,例如:光吸收系数高、载流子扩散长度长以及带隙可调等。钙钛矿层薄膜的质量是钙钛矿太阳能电池的性能能否进一步提升的关键因素。因此,本文主要针对钙钛矿层薄膜的质量进行优化,采用正向平面结构(N-I-P),研究提升钙钛矿太阳能电池的性能。通过将CsPbBr3量子点分散在反溶剂乙醚中,在旋涂钙钛矿前驱体过程中引入适量浓度的量子点,为钙钛矿结晶提供有效的异质形核中心,增大了钙钛矿薄膜的晶粒尺寸并提高了结晶性;利用不同的气氛对钙钛矿薄膜的热处理过程进行研究,有效解决了湿度过高导致成膜质量差的问题,提高了制备高质量钙钛矿薄膜的重复性;最后利用甘露醇溶解在钙钛矿前驱体中作为吸水剂,提高了钙钛矿薄膜的稳定性。取得的研究结果如下:(1)基于 ITO/Sn02/MAPbI3/spiro-OMeTAD/Au 的 N-I-P 型电池结构,以高量子产率、高度分散且稳定性好的CsPbBr3量子点作为MAPbI3薄膜的异质形核中心。通过量子点优化的钙钛矿薄膜晶粒尺寸更大、结晶性更好,并且具有一定的取向性。该薄膜用于制备正型钙钛矿太阳能电池,光电转换效率从18.20%提升到20.17%,同时提高了器件的稳定性。(2)基于 ITO/PCBM/MAPbI3/spiro-OMeTAD/Au 的 N-I-P 型电池结构,研究了钙钛矿薄膜热处理过程中不同气氛对薄膜性能的影响。旋涂钙钛矿前驱体后,在100℃下进行热处理的过程中通入不同气氛(Air、O2、N2、CO2),最终得到不同质量的钙钛矿薄膜。测试表明,空气和氧气会加速钙钛矿薄膜的分解。而N2和CO2可以起到保护作用,在高湿度环境下,可以提高高质量钙钛矿制备的重复性,组装后的器件性能也有一定提升。(3)在钙钛矿前驱体中加入添加剂甘露醇,显著改善钙钛矿薄膜的湿度稳定性。由于甘露醇有吸水性,利用乙酸乙酯作为反溶剂萃取甘露醇,减少薄膜被水汽分解的风险。采用ITO/SnO2/MAPbI3/spiro-OMeTAD/Au的器件结构,制备的太阳能电池经过封装后在持续光照下表现出更好的稳定性。